(57)【要約】【課題】  シャフト上に実装されたコードホイールに対して光学式エンコーダをアラインメントする【解決手段】  コードホイールに対する光学式エンコーダのアラインメントである。アラインメントジグは、コードホイールシャフトとエンコーダ上の基準特徴とを嵌合させて、コードホイールシャフトに対してエンコーダを整列させるのに使用され、複数のピンあるいはピン受け手段を含むことができる。１以上のピンは、スピードアセンブリに対してテーパ状であって良い。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト上に実装されたコードホイールに対して光学式エンコーダをアラインメントする方法であって、
アラインメントジグ上にある第１アラインメント手段をシャフトに係合させるステップと、
アラインメントジグ上にある第２アラインメント手段を、光学式エンコーダ上にある対応するアラインメント手段に係合させて、光学式エンコーダをシャフトに対してアラインメントするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記アラインメントジグ上にある前記第２アラインメント手段が、複数のピンを備えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のピンの１本の少なくとも一部分にテーパが形成されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記光学式エンコーダ上にある前記アラインメント手段が、複数のピンを備えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のピンの１本の少なくとも一部分にテーパが形成されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
シャフト上に実装され、基部に回転可能に実装されたコードホイールに対して光学式エンコーダをアラインメントする方法であって、
アラインメントジグ上にある第１アラインメント手段をシャフトに係合させるステップと、
アラインメントジグ上にある第２アラインメント手段を、光学式エンコーダ上にある対応するアラインメント手段に係合させて、光学式エンコーダをシャフトに対してアラインメントするステップと、
前記光学式エンコーダを基部に固定し、前記基部に対する前記光学式エンコーダのアラインメントを維持するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記光学式エンコーダが、接着剤を用いて前記基部に固定されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記光学式エンコーダが、ねじを用いて前記基部に固定されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記アラインメントジグ上にある前記第２アラインメント手段が、複数のピンを備えることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数のピンの１本の少なくとも一部分にテーパが形成されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記光学式エンコーダ上にある前記アラインメント手段が、複数のピンを備えることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のピンの１本の少なくとも一部分にテーパが形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による実施態様は、全体として光学式エンコーダに関し、詳細にはロータリタイプ光学式エンコーダに関する。さらに詳細には、本発明による実施態様は、コードホイールに関する光学式エンコーダのアラインメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンコーダ  は、モータ制御システムにフィードバックを提供する運動検出器（motion detector）である。代表的なエンコーダ構造は、透過、反射または画像構成で動作するエミッタ／検出器から成る。エンコーダは、コードホイールに関連して動作する場合、回転運動をディジタル出力に変換する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
検出器の解像度が増加すると、コードホイールに対するエンコーダの適切なアラインメントの要件も増加する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明により、アラインメントジグと共に使用するように構成された光学式エンコーダが提供される。アラインメントジグは、コードホイールを保持するシャフトと嵌合(mate)する。アラインメントジグは、光学式エンコーダの対応する特徴と嵌合(mate)する基準特徴を有し、コードホイールのシャフトに対するエンコーダの適切な半径方向および接線方向アラインメントを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明は、本発明による実施態様に関する以下の詳細な説明を参照し、添付の図面に関連して解釈すると最も良く理解されるであろう。
【０００６】
本発明は、光学式エンコーダ、およびコードホイールに対するロータリタイプ光学式エンコーダのアラインメントに関する。以下の説明は、当業者が本発明を製造して使用することができるように提示し、特許出願およびその要件に関して提供するものである。開示する実施態様の様々な変更は、当業者にとっては容易に明白であり、本明細書の一般的な原理はその他の実施態様に適用することができる。したがって、本発明は、ここに示す実施態様に限定する意図はなく、添付の請求の範囲並びにここに記載する原理および特徴と一致する最も広い範囲が認められることを意図する。
【０００７】
次に、図面、特に図１〜図３に関して、本発明に使用される代表的な光学式エンコーダを示す。
【０００８】
図１に示す透過タイプのエンコーダの場合、エンコーダ１００は、光源１１０および検出器１２０から成る。透明領域および不透明領域のパターンを含むコードホイール１３０は、光が光源１１０から検出器１２０に通過するのを妨げる。このタイプのエンコーダには、様々な技術を使用することができる。光源１１０は、白熱電球などの任意の光源で良いが、発光ダイオードが好ましい。レーザダイオードを使用しても良い。検出器１２０は、好ましくはフォトダイオードであるが、フォトセルまたはフォトレジスト要素など、その他の技術を使用しても良い。コードホイール１３０は、不透明領域が上に配置されたプラスチックまたはガラスなどの透明材料であるか、または光が通過するように、孔が内部に配置された金属ディスクなどの不透明材料で良い。
【０００９】
図２は、光源２１０および検出器２２０を有する反射エンコーダ２００を示す。コードホイール２３０は、光を光源２１０から検出器２２０に反射する。光源２１０と検出器２２０との技術のトレードオフは、透過エンコーダの場合のトレードオフに類似する。コードホイール２３０は、光を光源２１０から検出器２２０に反射する領域、および光を光源２１０から検出器２２０に反射しない領域を含む。こうした反射は、収束または急激な反射の性質上では不要であり、正反射の性質上では一般的である。コードホイール２３０は、反射要素を有する非反射性材料から製造されるか、またはマスクされた非反射領域を有する反射材料から製造される。
【００１０】
図３は、画像エンコーダを示す。画像エンコーダの場合、エミッタ３１０およびコードホイール３３０は、図２に示すような反射エンコーダに使用されるものに類似する。画像エンコーダの場合、より単純な透過および反射エンコーダ構造に使用されるような単純な検出器ではなく、画像アレイ３２０が使用される。
【００１１】
図４は、エンコーダおよびコードホイールの側面図を示す。シャフト４１０は、コードホイール４２０を支持する。シャフト４１０は、通常は軸受（図示しない）を使用して基部４３０に回転可能に実装される。エンコーダ４４０も、基部４３０に実装される。コードホイール４２０に対するエンコーダ４４０のアラインメントは、エンコーダ４４０の適切な動作にはきわめて重要である。コードホイール４２０およびエンコーダ４４０の解像度が増加すると、このアラインメントはさらに重要になる。
【００１２】
図５は、２つの重要な実装誤差のダイヤグラムである。シャフト５１０は、コードホイール５２０を支持する。理想的には、エンコーダは、シャフトの中心から特定の半径方向距離５３０に配置される。エンコーダは、この半径方向直線５３０に対して接線方向５４０でもある。非常に誇張された接線方向誤差を線５５０として示す。本発明に重要な２つの誤差は、半径方向誤差および接線方向誤差である。
【００１３】
本発明によると、図６に示すように、アラインメントジグ６００は、シャフト４１０を収用するためのリセス６２０を有する中心ポスト６１０を備える。アラインメントジグ６００が下降し、シャフト４１０が、ポスト６１０内のリセス６２０に係合すると、アラインメントジグ６００上のアラインメントポスト６３０は、エンコーダ４４０内のアラインメントリセス６４０に係合する。好ましい実施態様では、アラインメントポスト６３０は、ポスト６３０と同じ半径方向距離にある追加のポスト（図示しない）により照合される。２個以上の適合するアラインメントポストおよびリセスを使用して良いが、必要なアラインメントを行なうには、ポスト−リセスの２つの対が適していることが分かった。
【００１４】
アラインメントジグ６００上のアラインメントポストがエンコーダ４４０内の対応するアラインメントリセスに係合する場合、エンコーダ４４０は、シャフト４１０に対して正確な半径方向および接線方向アラインメントで保持される。このアラインメントが、アラインメントジグ６００を使用して行なわれる間、エンコーダ４４０は基部４３０の所定の位置に固定される。こうした固定は、ねじ、接着剤などの固締具を使用して行なわれ、接着剤としては、シアノアクリレートもしくはエポキシ樹脂、またはこれらの組合せを含むが、これらだけに限らない。一例として、ねじは、接着剤が硬化する間、基部４３０上の所定の場所にエンコーダ４４０を保持するために使用される。
【００１５】
好ましい実施態様では、ポストは、エンコーダ内のリセスと嵌合するアラインメントジグ６００上に存在するが、ポストがエンコーダ上に設けられ、リセスがアラインメントジグ上に設けられても良い。１個のポストが、アラインメントジグ上に設けられ、１個が、エンコーダ上に設けられても良い。
【００１６】
位置決めを容易にするため、アラインメントピンの一部にテーパを形成すると良い。さらに、アラインメントシャフト６１０上のリセス６２０は、シャフト４１０との係合を容易にするためにフレア状に形成すると良い。フレアの形成は、エンコーダ４４０内のアラインメントリセス上に使用しても良い。ピン上のテーパの形成、およびリセス上のフレアの形成は、アラインメントジグ６００をシャフト４１０およびエンコーダ４４０に係合させるのに役立つ。
【００１７】
本発明の上記の詳細な説明は、具体的に示すためのものであり、本発明を網羅するか、または開示された正確な実施態様に本発明を限定することを意図するのではない。したがって、本発明の範囲は、添付の請求の範囲により定義する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】先行技術で公知の透過光学式エンコーダを示す。
【図２】先行技術で公知の反射光学式エンコーダを示す。
【図３】先行技術で公知の画像光学式エンコーダを示す。
【図４】エンコーダおよびコードホイールの側面図である。
【図５】実装誤差のダイヤグラムである。
【図６】エンコーダ、コードホイールおよびアラインメントジグを示す。
【符号の説明】
【００１９】
１００  エンコーダ
１１０  光源
１２０  検出器
１３０  コードホイール
２００  反射エンコーダ
２１０  光源
２２０  検出器
２３０  コードホイール
３１０  エミッタ
３２０  画像アレイ
３３０  コードホイール
４１０  シャフト
４２０  コードホイール
４３０  基部
４４０  エンコーダ
５１０  シャフト
５２０  コードホイール
５３０  半径方向距離
５４０  半径方向直線、接線方向
５５０  誤差を表す線
６００  アラインメントジグ
６１０  アラインメントシャフト、中心ポスト
６２０  リセス
６３０  アラインメントポスト
６３０  ポスト
６４０  アラインメントリセス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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